Verankerungen - Bilfinger Berger Ingenieurbau

Verankerungen
Bilfinger Berger Spezialtiefbau GmbH
Goldsteinstraße 114
60528 Frankfurt
Tel.: (0 69) 66 88-3 45
Fax: (0 69) 66 88-2 77
E-Mail: spezialtiefbau@civil.bilfinger.com
www.spezialtiefbau.bilfinger.com

Verankerungen
Verankerungen sind Elemente zur Lastabtragung von Zugkräften
von Bauteilen oder Erdkörpern in dahinter- oder darunterliegende
Bodenschichten.
Beispiele für Verankerungen sind:
• Verpreßanker
• Fels- und Bodennägel
• Stahlrammpfahl
• Stahlbetonrammpfahl
• MV-Pfahl
• Bohrpfahl
Verankerungen haben zahlreiche Anwendungen:
• bei Baugrubenwänden
• zur Ufersicherung
• für Auftriebssicherungen
• zur Sicherung von Unterfangungen
• bei Zugverankerungen
• für die Absicherung von Böschungen und Felswänden
• zur Kipp- und Gleitsicherheit von Bauwerken
• für die Sicherung und zum Ausbau im Felshohlraum-Bau
Anwendungsbereiche
Verankerungen

Verpreßanker
Die BB - Verpreßanker haben Zugglieder aus 2 bis 9
Spanndrahtlitzen aus ST 1570/1770, die in verrohrte oder
unverrohrte Bohrlöcher eingebaut werden. Die Einzellitzen werden
im Ankerkopf verkeilt und so mit dem zu verankernden Bauteil
kraftschlüssig verbunden. Seine Belastung gibt der Anker über
Haftspannungen an den Verpreßkörper ab. Dieser überträgt sie
durch Mantelreibung in den Boden.
Die Länge der Verpreßkörper - die Krafteinleitungslänge - richtet
sich nach der Bodenart, dem Durchmesser des Verpreßkörpers
und der Größe der Zugkraft.
Zwischen Ankerkopf und Verpreßkörper liegt die freie Ankerlänge.
Sie reicht vom Ankerkopf bis zum Beginn der Verankerungslänge.
Die Länge des Verpreßankers ergibt sich aus der statischen
Berechnung (Nachweis der tiefen Gleitfuge, Gewicht des Erdkörpers).
Entsprechend der Nutzungsdauer wird zwischen Kurzzeit- und
Dauerankern unterschieden.
Kurzzeitanker haben nach DIN EN 1537 eine
Gebrauchstauglichkeit von 2 Jahren und werden mit einem
einfachen Korrosionsschutz hergestellt. Dieser besteht in der
Verankerungsstrecke aus Zementmörtel und in der freien
Ankerstrecke aus einem Kunststoffrohr.
Daueranker haben ihre Last auf Dauer aufzunehmen. Aus diesem
Grund kommt dem Korrosionsschutz besondere Bedeutung zu. Das
doppelte Korrosionsschutzsystem besteht in der Verankerungsstrecke
aus einem gewellten Hüllrohr, das mit Zementmörtel
verpreßt ist. In der freien Ankerstrecke ist das glatte Rohr mit Fett
verfüllt.
Skizze Kurzzeit- und Daueranker
Baugrube mit temporären
Verbauankern und verankerter
Unterwasserbetonsohle
Baugrube mit mehrfach
verankertem Baugrubenverbau

Ankerherstellung - Bohrverfahren
Ankerlöcher werden verrohrt, teilverrohrt oder unverrohrt
ausgeführt.
Unverrohrt und teilverrohrt kann nur in standfestem Boden oder in
Festgestein gearbeitet werden. Als Bohrverfahren kommen hier
z.B. die Schneckenbohrung mit mechanischer Bohrgutförderung
über die Schneckenwendel oder die Drehschlagbohrung mit
Luftspülung zur Anwendung.
Im Lockergestein muß verrohrt gearbeitet werden. Je nach
Bodenart lassen sich die Rohre einrammen oder einbohren. Beim
Rammen wird das Bohrgut seitlich verdrängt, beim Bohren wird es
mit Druckluft oder mit Hilfe eines Spülstroms aus Druckluft und
Wasser zutage gefördert.
Zum Rammen und Bohren werden hauptsächlich
Lafettenbohrgeräte auf Raupenfahrwerken eingesetzt.
Nach der Herstellung des Bohrlochs wird das Ankerzugglied
eingeführt und bei verrohrten Bohrungen anschließend die
Verrohrung gezogen unter gleichzeitigem Einpressen von
Zementsuspension unter hohem Druck. Dadurch wird die
Suspension im Bereich des Verpreßkörpers gegen das Erdreich
gedrückt und verzahnt sich mit diesem. Bei unverrohrten
Bohrungen ist dieser Effekt nur durch Nachverpressung zu
erreichen.
Nach dem Erhärten des Verpreßkörpers und nach dem Einbau des
Ankerkopfes werden die Litzen vorgespannt und verkeilt.
Bei Dauerankern wird der Ankerkopf anschließend aus
Korrosionsschutzgründen mit einer Schutzkappe versehen und mit
Korrosionsschutzpaste ausgepreßt.
Ankerherstellung
Ankerbohrung
Anker vorspannen

Anker gegen drückendes Wasser
Bei der Verankerung von wasserdruckhaltenden Verbauwänden
darf bei der Ankerherstellung gegen hohen Wasserdruck kein
Wasser oder Boden durch die Ankerbohrung in die Baugrube
fließen. Bilfinger Berger hat ein entsprechendes Ankersystem
entwickelt. Hierbei erfolgt die Ankerherstellung in allen Phasen
innerhalb einer abgedichteten Kopfkonstruktion.
Erhöhung der Ankertragkraft durch Nachverpressung
Die äußere Tragfähigkeit von Verpreßankern kann durch
Verbesserung der Mantelreibung zwischen Erdreich und
Verpreßkörper erhöht werden. Diese Verbesserung der
Mantelreibung wird durch Nachverpressung erreicht. Hierfür
werden bei der Ankerherstellung je nach Nachverpreßsystem ein
oder mehrere Nachverpreßlanzen mit dem Anker eingebaut. Über
diese Lanzen wird zuerst Wasser zum Aufsprengen des
Verpreßkörpers und anschließend Zementsuspension zur
Vergrößerung des Verpreßkörpers und zur Erhöhung der
Tragfähigkeit eingepreßt. Die entstehenden Risse im
Verpreßkörper werden durch die Zementschlämme ausgepreßt.
Der ausbaubare Verpreßanker System Bilfinger Berger
Bei der Verankerung von Baugrubenwänden in innerstädtischen
Bereichen werden häufig Anker in den Boden von
Nachbargrundstücken eingebaut, sofern der Eigentümer dieses
genehmigt und verbleiben dort auch nach dem Ende der
Nutzungsdauer. Für diesen Verbleib sind teilweise erhebliche
Kosten je Anker zu bezahlen. Bilfinger Berger hat eine Vorrichtung
entwickelt, die mit dem Anker einzubauen ist und die den späteren
Ausbau des gesamten Stahlzuggliedes erlaubt.
Verankerte Pfahlwand
Ankerherstellung gegen
drückendes Wasser
Verankerung Unterfangung und
Spundwand

Bodenvernagelung
Bei der Bodenvernagelung wird aus natürlich anstehendem Boden
eine künstliche Schwergewichtsmauer hergestellt. Dieses erfolgt
durch Bodennägel, die in einer bewehrten Spritzbetonschale
verankert sind. Durch die Bodennägel wird die Zug- und
Scherfestigkeit des Bodens soweit erhöht, daß der vernagelte
Bodenkörper als monolithischer Block betrachtet und
nachgewiesen werden kann. Der maximale Nagelabstand beträgt
1,5 m in horizontaler und vertikaler Richtung. Er darf nur bei
räumlichem Standsicherheitsnachweis überschritten werden. Die
Bohrlöcher sind mit einer Mindestneigung von 10 ° zur Horizontalen
zu planen.
Das Herstellen der Bohrungen erfolgt wie bei den Verpreßankern.
Die Bodennägel gemäß der Allgemeinen bauaufsichtlichen
Zulassung "Bodenvernagelung System B+B" bestehen aus
bauaufsichtlich zugelassenem Betonrippenstahl BSt 500 S-GEWI
(IV S GEWI) mit Gewinderippen folgender Durchmesser: 18 mm,
20 mm, 25 mm, 28 mm, 32 mm, 40 mm und 50 mm. Die
Bodennägel werden luftseitig durch allgemein bauaufsichtlich
zugelassene GEWI-Verankerungen verankert.
Wie bei den Verpreßankern unterscheidet man zwischen
Kurzzeitbodennägeln (Einsatzdauer < 2 Jahre) und
Dauerbodennägeln. Der Korrosionsschutz von Dauerbodennägeln
ist werkseitig aufzubringen.
Haupteinsatzgebiete der Bodenvernagelung sind die temporäre
oder dauerhafte Sicherung von Geländesprüngen,
z.B. Baugrubenwänden und Hanganschnitten, die Sicherung
bestehender Böschungen und die Stabilisierung belasteter
Erdkörper bei Unterfangungarbeiten. Die Wandneigung ist dabei
beliebig.
Bodenvernagelung, Arbeitsablauf
Böschungssicherung mit
Bodenvernagelung
Böschungssicherung mit
Bodenvernagelung

Einstabpfähle
Einstabpfähle sind Verpresspfähle mit kleinem Durchmesser mit
einem Tragglied aus Betonstabstahl mit Gewinderippen BSt 500 S
mit Nenndurchmessern von 28 mm, 40 mm und 50 mm oder aus
Stabstahl mit Gewinderippen S 555/700 mit einem Nenndurchmesser
von 63,5 mm. Diese Pfähle nach DIN EN 14199 (früher DIN
4128) sollen planmäßig nur durch axiale Belastung, also Zug und
Druck, beansprucht werden. Sie eignen sich somit auch als
Verankerungselement, also als Ankerpfahl. Zu ihrer Herstellung
wird dieselbe Bohr- und Verpreßtechnik angewendet wie bei den
Verpreßankern. Auch bei den Einstabpfählen unterscheidet man
zwischen Einstabpfählen für vorübergehende Zwecke (Einsatzzeit <
2 Jahre) und solchen für Dauereinsatz. Sie unterscheiden sich im
Korrosionsschutz einschließlich Zementsteinüberdeckung.
Nachverpressung ist gemäß den "Allgemeinen bauaufsichtlichen
Zulassungen" für Bilfinger Berger Verpresspfähle und BBV
Einstabpfahl nur über Verpreßlanzen oder über Verpreßventile
zulässig.
Gegenüber Verpreßankern aus hochfesten Spannstählen, die
wegen der hohen zulässigen Spannungen mit entsprechenden
Dehnungen vorgespannt werden müssen, um die Verformung im
Gebrauchszustand zu begrenzen, haben Einstabpfähle den Vorteil,
daß sie nicht vorgespannt zu werden brauchen. Das Stahltragglied
kann durch Muffen gestoßen werden. Dieses ermöglicht die
Herstellung der Einstabpfähle auch in beengten Verhältnissen.
Haupteinsatzgebiet der Einstabpfähle als Verankerungselement ist
die Auftriebssicherung von Unterwasserbeton- und Düsenstrahlsohlen
sowie die Verankerung von Verbau und Unterfangungen.
Herstellung von Einstabpfählen
zur Verankerung einer
Spundwand
Einstabpfähle zur
Rückverankerung einer
DSV-Sohle
Prüfen eines Einstabpfahles
Einstabanker mit Ankerwand